Del agua alcalina al agua hidrogenada

La pasada semana, una vez más, se me preguntó por mi opinión sobre unos aparatos (ionizadores de agua) que cuestan unos miles de eurillos y que transforman el agua de grifo en ese "milagro" terapéutico que es el agua alcalina, es decir, agua con un pH superior a 7 unidades. Sobre este asunto hay ya una entrada en este Blog que podéis leer para comprobar así que se trata de uno más de los muchos timos que pululan por la red y que tienen de protagonista a una de las sustancias químicas más importantes de nuestro mundo, el agua. Como apuntaba el final de la entrada mencionada, la producción de agua alcalina en los ionizadores lleva aparejada la génesis de pequeñas cantidades de hidrógeno en el cátodo del dispositivo electroquímico que constituye el corazón de esos aparatos, hidrógeno que se disuelve parcialmente en el agua y da lugar al agua hidrogenada. Hay que aclarar también que no hay hidrógeno en aguas embotelladas que uno puede encontrar en el mercado con pH por encima de 7 ( esto es, tan alcalinas como las que proporcionan los ionizadores).

En 1985, la clínica japonesa Kyowa, de la mano del Dr. Hidemitsu Hayashi y usando uno de esos ionizadores, comenzó a estudiar las propiedades del agua por él producida, utilizándola como bebida habitual y para la preparación de comidas de pacientes que sufrían trastornos gastrointestinales y otras patologías, pacientes que parecían experimentar con ella claras mejoras de sus dolencias. En 1995, Hayashi propuso la hipótesis de que esas mejoras se producían como consecuencia de que el hidrógeno generado en los ionizadores ejercía un activo papel de "cazador" de los radicales libres que nuestro organismo genera como consecuencia del oxígeno que continuamente estamos inspirando.

Esa hipótesis pareció confirmarse con una serie de trabajos sobre células humanas cultivadas y también sobre ratas vivitas y coleando que, a partir de 1997, fueron publicados por el grupo de otro investigador japonés, S. Shirahata, quién ajustó un poco más la hipótesis de Hayashi, viniendo a decir que lo que realmente hacía el papel de cazador de radicales libres no era el hidrógeno molecular (H2) sino el hidrógeno activo, hidrógeno monoatómico (H), que también pudiera generarse en el cátodo del ionizador. Esa idea fue utilizada enseguida por diversos fabricantes japoneses de ionizadores como parte de su marketing de venta. Sin embargo, en 2004 un artículo de un grupo de investigadores (también japoneses) desmontó la mayor parte de las hipótesis empleadas por Shirahata y sus colegas en lo relativo a la existencia de ese "hidrógeno activo".

A partir de ese momento algo cambió en el mundillo del hidrógeno como agente terapéutico, especialmente después de la publicación en 2007 y en la prestigiosa revista Nature de un trabajo del grupo del Prof. Shigeo Ohta (habéis acertado, también es japonés). Los autores estudiaban el papel curativo del hidrógeno tras inducir un estrés oxidativo en sueros de fetos bovinos y en el cerebro de ratas. Los sueros se cultivaban en un medio acuoso saturado con hidrógeno proveniente de una clásica bombona del gas y, en el caso de las ratas, las pobres inhalaban hidrógeno de similar procedencia tras provocarles una isquemia cerebral. Los resultados parecían indicar que el hidrógeno es selectivo a la hora de cazar a los radicales más dañinos y dejar intactos a otros con funciones fisiológicas en los organismos.

Desde ese artículo de Nature, la actividad investigadora en este campo se ha acelerado, con la publicación de cientos de artículos que han estudiado el posible uso medicinal del hidrógeno, administrado en muy diversas formas que van desde agua con hidrógeno proveniente de ionizadores a la inhalación de hidrógeno gas, pasando por cremas con hidrógeno, inyecciones de suero salino saturado con hidrógeno, etc. El hito bibliográfico más reciente es la publicación en 2021 de un número especial de la revista Current Pharmaceutical Design en la que bajo la supervisión del propio Ohta se publicaron 18 contribuciones sobre el papel del hidrógeno en Medicina y Biología.

Paralelamente a ese incremento de producción científica, han aparecido muchas webs que promocionan el uso del hidrógeno como herramienta terapéutica. Aunque algunas proclaman no tener ánimo de lucro, como el llamado Molecular Hydrogen Institute, de cuyo Panel Asesor forma parte el propio Prof. Ohta, la búsqueda en Google de "agua hidrogenada" o similares, devuelve muchas páginas de medicina no convencional o de venta de preparados con hidrógeno. Por ejemplo, el famoso Dr. Mercola, un partidario de la medicina alternativa y declarado antivacunas, vende un "suplemento dietético" consistente en tabletas con magnesio puro y otras cosas. Según su propaganda, una tableta adicionada a un vaso de agua proporciona un agua hidrogenada con una concentración de 8 ppm de hidrógeno, que aparece en el agua como consecuencia de la reacción del magnesio con el agua. Algo difícil pues el agua a temperatura ambiente prácticamente no reacciona con el magnesio. El artículo del enlace que os acabo de poner no tiene desperdicio. Está en inglés pero supongo que ya sabéis que ahora se puede traducir automáticamente casi cualquier página en los mas conocidos navegadores de internet.

Y ahora viene la pregunta del millón que mis lectores se estarán guardando: ¿qué opina este humilde Búho de la Ciencia que parece estar detrás de este asunto del agua hidrogenada?. Pues, por ahora, mantengo un prudente escepticismo cercano a la incredulidad. Y aquí van mis razones. Primero, y sobre todo, porque los tratamientos con hidrógeno en general y agua hidrogenada en particular parecen servir para todo, como puede comprobarse en el número especial del Current Pharmaceutical Design arriba mencionado. Da lo mismo que queramos tratar inflamaciones crónicas, protegernos contra radiaciones ionizantes, tratar desórdenes mentales, enfermedades cardiovasculares, problemas oftalmológicos, problemas derivados del estrés oxidativo de una práctica intensiva de deporte, enfermedades de piel... En la introducción que el Prof. Ohta hace de ese número especial, habla hasta de la multifuncionalidad del hidrógeno a la hora de tratar aspectos ligados al envejecimiento (Alzheimer, demencia, cáncer...)

Por otro lado, las concentraciones de hidrógeno en las diversas formas de administrarlo a los pacientes son muy pequeñas, del orden de las partes por millón (ppm), como hemos visto en las píldoras del Dr. Mercola, y el hidrógeno es, además, extraordinariamente volátil desde cualquier medio. Recordemos, por otro lado, que nuestro organismo puede producir hasta 10 litros de hidrógeno diario que, en su casi totalidad, expulsamos en las flatulencias, así que hidrógeno disponible tenemos. El Dr. Mercola argumenta que tenemos que beber agua con hidrógeno, aunque estemos produciendo mucho de él en el cuerpo, porque según un estudio japonés (jejeje) que no mencionan, cuando se produce hidrógeno continuamente tu cuerpo se habitúa a esa exposición constante. Pero los investigadores han descubierto que el gas hidrógeno es "un "modulador de señal", que funciona mejor cuando se toma de forma intermitente o se "pulsa".

Finalmente, me mosquea el que los partidarios de esta terapia sean esencialmente japoneses, ligados en muchos casos a empresas que han desarrollado los ionizadores. Y que muchos de los artículos que se citan al respecto en la literatura están publicados en revistas sin mucha relevancia (como la india Medical Gas Research) o en revistas de grupos editoriales "depredadores" que ganan dinero a costa de investigadores que tiene que hacer curriculum científico o perecer en el complicado mundo de la ciencia académica actual (como es el caso de la editorial que ha publicado el número especial arriba mencionado).

Pero como siempre os digo no me hagáis mucho caso. Soy ya un viejo desconfiado.

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Vino ecológico

Como probablemente muchos sepáis, el símbolo que veis a la izquierda tiene que ver con alimentos reconocidos como ecológicos por la Union Europea (UE). Pero antes de seguir con el tema que da título a esta entrada, vamos a dejar claro algo que no todo el mundo conoce. Si visitáis esta web de la UE, se puede ver que el título bajo la imagen de la izquierda es "logotipo ecológico de la UE", mientras que eligiendo ver esa página en inglés o francés, el logo aparece bajo la denominación "EU organic logo" y "logo biologique de l'UE", respectivamente. Esto indica que, para la UE, ecológico, organic y biologique (o ecológico, orgánico y biológico, todos en castellano) es exactamente lo mismo. Así que procurad que no os mareen mucho usando esos tres términos. Pero vayamos a lo que interesa en esta entrada, los vinos que llevan en sus etiquetas el logo en cuestión y que cada vez son más.

Hasta 2012, ese logotipo ecológico no podía aplicarse como tal a un vino comercializado en botella porque no había una reglamentación específica al respecto para los vinos. Usando hasta esa fecha el entonces vigente Reglamento (CE) nº 834/2007, lo más que se podía poner en la etiqueta del vino era “Hecho con uvas ecológicas", es decir con uvas cultivadas respetando las normas de la agricultura ecológica. Normas que se basan fundamentalmente en la limitación o prohibición del uso de fertilizantes, herbicidas y plaguicidas, así como la prohibición del uso de transgénicos y de radiaciones ionizantes. Alternativamente, los productores que quieran que sus cultivos sean reconocidos como ecológicos, debían (y deben)  adoptar otros métodos diferentes para mantener la fertilidad del suelo y la salud de las plantas, como la rotación de cultivos, el cultivo de plantas que fijen nitrógeno en el suelo, el empleo de "abonos verdes" (estiércol, purines y otras lindezas) o la elección de técnicas y/o variedades resistentes que fomenten el control natural de plagas para reducir el impacto de las malas hierbas y de los parásitos.

En lo que se refiere a los plaguicidas empleados en el cultivo de viñas, ese Reglamento permite, sin embargo, el tradicional caldo bordelés (Bouillie bordelaise en francés), que contiene más de un 50% de sulfato de cobre con un 12% de cobre puro. Inventado,  como su nombre indica, por las gentes de Burdeos, hace más de un siglo, para combatir los hongos y bacterias que atacan los viñedos. Y el que ha dado lugar al término sulfatar, que tantas veces he oído en mis correrías por La Rioja. El cobre no es precisamente una hermanita de la caridad y basta poner caldo bordelés en Wikipedia para empezar a comprobarlo. Los agricultores ecológicos pueden emplear también insecticidas como el Spinosad, de origen “natural”, producido por la fermentación de una bacteria llamada Saccharopolyspora spinosa. El spinosad es una neurotoxina que afecta a algunos insectos y tiene efectos graves para las abejas.

En cuanto a los fertilizantes, la normativa de 2007 establece para la agricultura ecológica "la prohibición del uso de fertilizantes minerales nitrogenados", es decir todos aquellos que empezaron a fabricarse gracias a la síntesis del amoníaco que Fritz Haber y Carl Bosch introdujeron en la primera década del siglo XX y cuyos antecedentes os conté en esta entrada, una de las que más alegrías me ha dado. ¿Por qué este desapego a esos fertilizantes que han dado de comer a tantos miles de millones de humanos desde entonces y que dejaron a la altura del barro las previsiones catastrofistas de Malthus y otros?. Uno puede visitar páginas dedicadas a la promoción de la agricultura ecológica, como ésta, y encontrar frases grandilocuentes que tiene poco que ver con la evidencia científica y que ocultan que, en el fondo, las alternativas a esos fertilizantes nos retrotraen al pasado.

Más razonable es pensar que el origen de la aversión a esos fertilizantes está en su uso abusivo, por aquello de que la pela es la pela, lo que ha causado problemas medioambientales severos en aquellos sitios en los que la agricultura extensiva se ha propagado. Y tampoco hay que olvidar que la producción de amoníaco, la base de todos esos fertilizantes, consume mucha energía y produce más del 1% de las emisiones globales de CO2. Pero todo puede tener un justo término medio sin necesidad de prohibiciones que no llevan a ningún sitio. O al menos, esa es mi opinión.

Con la publicación en 2012 del Reglamento de Ejecución nº 2003 de la UE se establecieron las condiciones para que los vinos obtenidos con esas uvas ecológicas puedan certificarse, así mismo, como ecológicos y llevar en sus botellas el logo de la UE que ilustra esta entrada. En definitiva, un vino puede definirse como ecológico, orgánico o biológico cuando lo es desde el viñedo (uvas ecológicas) y hasta la bodega. En esta última y para estar de acuerdo con ese Reglamento, se deben utilizar solo productos y procesos autorizados en el mismo, tales como la clarificación del vino con bentonita (una arcilla) o albúmina de huevo (aunque, en este caso, ello hace que el vino sea rechazado por los partidarios de una dieta vegana, al ser un producto que proviene de animales). También está permitida la corrección de la acidez del vino usando ácido tartárico, una corrección interesante para un adecuado color y una buena conservación posterior. Y finalmente, también se permite la adición de sulfitos, aunque estableciendo niveles más bajos que para los vinos que no aspiren a llevar la etiqueta de ecológico. Algo que ya explicamos en más detalle aquí.

En cualquier caso, ¿tiene eso algo que ver con la calidad del vino?. Mi opinión es que no. El logo en la etiqueta sirve para buscar un nicho en el mercado y poco más. Hay que recordar que un 85% aproximadamente del vino es agua, que poca mejora ecológica tiene. Un 13% es alcohol etílico puro, un conocido neurotóxico y cancerígeno, "pecados" imposibles de solucionar con los Reglamentos de 2007 y 2012. Y el 2% restante es un cúmulo de sustancias químicas (cientos, quizás miles) que van acabando en la botella como consecuencia del terreno en el que están asentadas las viñas, la variedad de la mismas, el grado de maduración de las uvas en el momento de la cosecha, los procesos de fermentación alcohólica y maloláctica, la crianza en barrica y hasta la evolución en botella. Y sobre eso, digan lo que digan los vinateros ecológicos, la evidencia científica de que la producción ecológica pueda intervenir en esos procesos es mínima, por no decir nula.

Nota: Esta entrada es un pequeño extracto de una reciente charla titulada La verdadera Química del Vino que impartí hace unas semanas en Tolosa. En el apartado del vino ecológico me basé fundamentalmente en el capítulo 3 del libro de mi amigo JM Mulet "Comer sin miedo" de 2014. Su más reciente obra, "Ecologismo real", es igualmente recomendable en el tema que nos ha ocupado aquí.

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Quemar o calentar tabaco

Aunque soy consciente de que alguna fiel seguidora del Blog me va a saltar al cuello, voy a seguir con la saga de entradas dedicadas a los cigarrillos electrónicos que se inició en agosto de 2008 y que, posteriormente, ha seguido con entradas en noviembre de 2013, abril de 2014 y abril de 2019. Todas ellas estaban relacionadas con esa forma de meterse nicotina al cuerpo que podemos denominar vapeo. Básicamente, una disolución de nicotina y saborizantes, se calienta con un sistema electrónico y el fumador inhala el vapor que se genera de esa manera. El que quiera más detalles que se revise las entradas antes mencionadas. Pero desde mediados de la década pasada, Philip Morris (PM) (y otras tabaqueras) se ha gastado una pasta importante en una nueva alternativa, que es la que pretendo explicar aquí.

Para empezar con una descripción aclaratoria, el nuevo dispositivo electrónico de PM, a diferencia de los vapeadores, contiene tabaco real, la misma fuente de nicotina que en un cigarrillo convencional. Pero, a diferencia de lo que ocurre en este último, el tabaco del dispositivo de PM no se quema sino que se calienta a una temperatura que no supera los 350ºC. Por el contrario, el tabaco en el extremo de un cigarrillo tradicional, una vez encendido, se quema (arde) gracias al oxígeno del aire, produciendo temperaturas por encima de 600ºC. En esas condiciones de temperatura y oxígeno se producen cientos y cientos de nuevas sustancias químicas y partículas que se sabe que tienen consecuencias dramáticas en la salud de los fumadores. La idea que subyace tras la apuesta de PM es que, si no hay combustión y la temperatura es más baja, la producción de todas esas sustancias se reduce.

En la anterior generación de dispositivos de Philip Morris para calentar el tabaco, se utilizaba un sistema como el que se ve en la figura de arriba (que podéis ampliar clicando en ella). El cigarro, más corto que uno tradicional, se coloca en el dispositivo de forma y manera que una especie de lanceta (heating blade en la figura) se inserta en la zona donde está el tabaco. Esa lanceta se calienta con el dispositivo electrónico (pila recargable incluida) y transmite el calor al tabaco, permitiendo al fumador un número determinado de caladas hasta que el dispositivo se apaga. En los dispositivos más modernos, que se han empezado a comercializar en España hace pocas semanas, el calentamiento se produce sin necesidad de la lanceta. Una pequeña lámina de metal (aluminio) está en el centro del tabaco y esa lámina se calienta por un proceso de inducción electromagnética (los de PM no se privan de tecnologías).

En cuanto al tabaco que se calienta hay que decir que, a diferencia de un cigarrillo convencional donde se usan hojas de tabaco cortadas en pedazos pequeños, el tabaco del dispositivo de PM se muele y se reconstituye en láminas o hebras como las que veis en la foto de la izquierda, obtenida tras abrir un cigarro ya utilizado y donde también se ve la lámina metálica que ha calentado el tabaco. Las hebras de tabaco de uno de estos cigarros pesan del orden de 320 mg frente a los 550-700 mg de los cigarrillos convencionales. Otros componentes del cigarrillo, que podéis ver en la figura del inicio son un filtro de polímero para enfriar el aerosol (humo) y un filtro de boquilla de acetato de celulosa que imita el aspecto del de un cigarrillo convencional. Además, un tubo también de acetato pero hueco separa la zona de tabaco y el filtro de polímero.

Todo lo anterior figura en el marketing sobre el producto de la tabaquera y, dada la mala fama de todas ellas por su gestión en tiempos pasados de las evidencias científicas que relacionaban el cáncer y el tabaquismo, puede hacer que muchos vean en estos dispositivos un último intento de esas empresas por no desaparecer por completo, ante regulaciones cada vez más exigentes en torno al tabaco. Y puede que no les falte razón.

Pero hay que contar aquí que Philip Morris recibió un importante respaldo en julio de 2020, que se ha actualizado el 11 de marzo de 2021, cuando la Food and Drug Administration (FDA) americana emitía una orden de concesión de riesgo modificado autorizando a la tabaquera la comercialización de un dispositivo, que en la orden llaman IQOS 3, como consecuencia de que existía evidencia científica de las tres aseveraciones siguientes: "Ese sistema calienta el tabaco, pero no lo quema. Esto reduce significativamente la producción de productos químicos nocivos y potencialmente dañinos. Y los estudios científicos han demostrado que cambiar completamente de los cigarrillos convencionales al sistema IQOS reduce significativamente la exposición a productos químicos dañinos o potencialmente dañinos". Esa orden de riesgo modificado es efectiva hasta el 7 de julio de 2024. Habrá que ver qué pasa después. Y, como no podría ser de otra manera, en el documento que os he enlazado, la FDA deja claro, literalmente, que esta acción no significa que este producto sea seguro o "aprobado por la FDA". No hay productos de tabaco seguros y aquellos que no los consumen no deben empezar.

Supongo que no necesito aclarar que no recibo estipendio alguno de Philip Morris por contaros estas cosas curiosas. Mas bien al contrario, es la tabaquera la que recibe mi dinero cada vez que compro un paquete de Marlboro.

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El cuestionado "suicidio" de los peces Nemo

El pasado 28 de febrero se hizo pública la segunda de las entregas previstas del Sexto Informe del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC AR6 en sus siglas en inglés). Ese Sexto Informe acabará teniendo tres partes bien diferenciadas correspondientes a cada uno de los tres Grupos de Trabajo del IPCC. La primera entrega, la del Grupo I, relacionada con la Ciencia básica del Cambio Climático, apareció el 6 de agosto de 2021. La entrega del Grupo II, arriba mencionada, tiene que ver con la evaluación de la vulnerabilidad de los sistemas socioeconómicos y naturales al cambio climático. Y la entrega del Grupo III, que se producirá a lo largo de este año, tiene que ver con las opciones para mitigar el cambio climático mediante la limitación o prevención de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Se trata, en todos los casos, de documentos prolijos de miles de páginas cada uno, no fáciles de entender por un profano (interesado) como este vuestro Búho. Por ello, al igual que en informes anteriores, mi interés suele centrarse, por aquello de mi formación química, en lo que tiene que ver con uno de los efectos atribuidos al cambio climático y que se conoce como acidificación de los océanos. Sobre el tema ya hay en el Blog una entrada hace cuatro años que podéis visitar si queréis poneros al día. Pero contada en plan resumen, si la concentración de CO2 en la atmósfera va aumentando (algo sobre lo que no hay duda alguna), la concentración en el agua de mar irá aumentando paralelamente (la ley de Henry que todo estudiante de Química ve en primer curso) y, en virtud de una serie de equilibrios químicos en los que no entraré, el pH del mar, ahora ligeramente básico (8.1) irá tendiendo a números menores, "acidificándose". Lo que puede tener variadas consecuencias de todo tipo en los organismos que viven en el mar.

Pero he de confesar que en cuanto apareció la entrega del Grupo II, me faltó tiempo para buscar las conclusiones del informe sobre una de esas posibles consecuencias de la acidificación, que tiene que ver con las alteraciones en el comportamiento de los peces cuando el pH va cambiando. Y el resultado de mi búsqueda acelerada es lo que os voy a contar en esta entrada. Tiempo habrá para ver si extraigo (y cuento) otras cosas interesantes sobre el tema de la acidificación en los próximos meses.

A principios de 2009, un grupo australiano de la Universidad de Cook, liderado por Philip L. Munday, publicaba en la revista PNAS un artículo que resumía los resultados obtenidos con peces payaso (Amphiprion ocellaris), conocidos popularmente como peces Nemo, una especie que vive en los corales. Cuando se les sometía en tanques de laboratorio a una serie de experiencias a pH más bajos que los que se dan ahora en el mar (entre 7.6 y 7.8), pero que potencialmente podrían darse en 2100 o incluso más adelante, se obtenían resultados inquietantes. Ya el propio resumen del artículo mencionado explicaba que el pH a esos niveles perjudicaba la discriminación olfativa de esos peces en estado larvario y hacía que esas larvas se sintieran fuertemente atraídas por una serie de moléculas químicas producidas por sus propios depredadores (una especie de suicidio inducido), algo que no ocurría a los niveles actuales del pH. El resumen del artículo acababa alertando de que si eso ocurría con diversas especies habría consecuencias potencialmente profundas para la diversidad marina y, consiguientemente, para las pesquerías. El grupo ha publicado desde entonces una veintena de artículos sobre ese tema y sus principales conclusiones fueron incluidas en el Quinto Informe del IPCC, hecho público en 2014.

Pero en enero de 2020 y en la revista Nature, otro grupo australiano, este de la Universidad Deakin en Geelong, liderado por Timothy Clark, publicaba un artículo en el que daba cuenta de que, tras intentar repetir durante tres años los experimentos de laboratorio del Munday y colaboradores, ello les había resultado imposible. El título de este nuevo artículo no podía ser más explícito a la hora de llevar la contraria al primero de la serie de Munday. Traducido al castellano decía: La acidificación de los océanos no afecta al comportamiento de los peces de arrecife de coral. La polvareda científica que se generó fue de órdago y tuvo eco importante en las principales revistas científicas. Véase, por ejemplo, como lo contaba la prestigiosa Science.

Así que en cuanto pude descargarme la entrega del Grupo de Trabajo II me fui directamente al índice para tratar de encontrar qué partido había tomado el IPCC al respecto. Pues bien, perdida en el apartado 3.3.2, encontré la respuesta a mis afanes: En el caso de los peces, los estudios de laboratorio sobre las consecuencias sensoriales y de comportamiento de la acidificación del océano mostraron resultados mixtos. (Rossi et al., 2018; Nagelkerken et al., 2019; Stiasny et al., 2019; Velez et al., 2019; Clark et al., 2020; Munday et al., 2020). Los dos últimos artículos mencionados en la lista de autores y años (los subrayado son míos) hacen referencia al publicado por Clark y colaboradores en Nature y la respuesta de Munday y los suyos en la misma revista, defendiendo la veracidad de sus resultados con uñas y dientes.

Estaréis conmigo en que llamar resultados mixtos a conclusiones completamente antagónicas es de una diplomacia vaticana, impropia de una genuina controversia científica. Como se suele decir siempre al final de los artículos, se necesitan más estudios....

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El microscopio bajo el que crecen los polímeros

Estos dos grandes amigos que se fotografiaron como tales en el año 2000, en la inauguración del Donostia International Physics Center, son Pedro Miguel Etxenike, fundador de ese Centro y su actual Presidente y Heinrich Rohrer, Premio Nobel de Física de 1986 "por su diseño del microscopio de efecto túnel". Rohrer, que falleció en 2013, era un visitante bastante asiduo de Donosti y del DIPC, un científico vital y divertido que en los sucesivos espectáculos sobre ciencia (Passion for Knowledge), organizados por el DIPC desde 2005, lo mismo te daba una charla multitudinaria que se reunía con estudiantes de Secundaria a contarles sus vivencias o a comerse un bocata. Hasta el Búho tuvo el honor de compartir más de una cerveza con él.

Sin entrar en detalles de la física cuántica en la que se basa, podemos decir que el microscopio de efecto túnel (STM) permite "ver" superficies y sus detalles hasta nivel de los átomos que la componen. Y he puesto la palabra ver entre comillas porque un STM no es un microscopio al uso, ya que no nos deja ver esa superficie cuando colocamos nuestro ojo en un ocular. Todo es mucho más complicado pero, al final, podemos obtener una imagen de la superficie en cuestión con la citada resolución atómica. Y lo que es tan importante o más, podemos además de ver "manipular" esos átomos individualmente para construir estructuras sobre una superficie.

Para ilustrar a los no entendidos sobre la importancia del asunto, científicos de IBM, la compañía para la que trabajaba Rohrer, fueron capaces en 1989 de mover adecuadamente 35 átomos individuales de un elemento químico llamada xenon sobre una superficie fría de níquel y "escribir" de esa forma el logotipo de la compañía. También el DIPC hizo lo mismo años más tarde, obteniendo un vídeo en el que se movían y organizaban átomos de plata y oro sobre una superficie de cobre. Una foto del resultado final la podéis ver abajo a la derecha.

En 2013, IBM publicó un vídeo en YouTube en el que encadenando una serie de fotogramas uno detrás de otro se construyó la que se denominó la película más pequeña del mundo, titulada "Un chico y su átomo", moviendo en este caso moléculas de monóxido de carbono (CO, un átomo de carbono unido a uno de oxígeno) sobre una superficie de cobre. El video, de poco más de un minuto, lo podéis ver en este enlace. Si no lo habéis visto nunca merece la pena. Cada pareja con dos pequeñas esferas es una molécula de CO.

Desde que Rohrer diseñó el primer STM, se ha empleado en multitud de aplicaciones y ha constituido una herramienta fundamental en lo que denominamos Nanotecnología. Pero el pasado día 15 de marzo (mi septuagésimo cumpleaños para más señas) mi amigo Fernando Gomollón-Bel, al que hablando de años le saco casi cuarenta, publicaba en la revista Chemistry World la reseña de un artículo científico que a mi me resultó fascinante, probablemente por el sesgo que me acompaña para todo lo que tiene ver con polímeros y plásticos.

Hace ya algún tiempo, os contaba en este Blog una historia de espionaje entre dos laboratorios en los que se generó una de los más importantes logros en el mundo de los plásticos. Se trata de la llamada polimerización Ziegler-Natta que permitió obtener, en los años cincuenta y en condiciones muy benignas de temperatura, dos de los polímeros que más se venden, todavía hoy, en el mundo: el polietileno de alta densidad (HDPE y el polipropileno isotáctico (i-PP). La base de estos procesos está en el empleo de unos catalizadores a base de titanio y aluminio, en cuya superficie los polímeros en cuestión empiezan a crecer en largas cadenas al engancharse una tras otra las unidades que se repiten en ellos, igual que se adicionan las cuentas de un collar.

Pues bien, en el artículo que Fernando referencia y utilizando un microscopio de efecto túnel se ha grabado un vídeo en el que, sobre una superficie de carburo de hierro, se puede ver a diferentes unidades de etileno adicionándose una tras otra, hasta constituir cadenas de polietileno. Las cadenas que se forman son pequeñas, no van más allá de diez o doce unidades, porque para conseguir imágenes de calidad adecuada los investigadores han tenido que usar determinados trucos, como parar la reacción de cuando en cuando, además de un cierto photoshopping. Pero al final, el trabajo demuestra que una primera unidad se ancla sobre el sustrato y posteriormente otras se las arreglan para irse enganchando a pequeñas cadenas en crecimiento. De forma similar a la que yo utilizaba para explicar a mis estudiantes, durante años, la polimerización Ziegler-Natta del polietileno y el polipropileno.

Tengo que confesaros que, sin quererlo, Fer me ha hecho un buen regalo en este especial cumpleaños.

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